研究生“金课”的教学实践——以“林业有害生物综合防治”课程为例

李宗波，赵 宁，杨 斌

（西南林业大学 生物多样性保护学院，云南 昆明 650224）

高等教育的使命在于育人，育人的关键在于课程，尤其是建设“金课”，不仅事关教学质量的高低，而且事关育人“成色”的大局。研究生教育是国民教育的有机组成部分，是高层次人才培养的主要途径，对于一个国家的人才竞争和科技竞争实力至关重要。正如习近平总书记对研究生教育工作作出的重要指示，研究生教育在培养创新人才、提高创新能力、服务经济社会发展、推进国家治理体系和治理能力现代化方面具有重要作用［1］。因此，研究生育人“成色”应该“研”字当头，狠抓课程质量［2］，特别是在当前新林科建设的背景下，高等林业院校要立足我国国情，遵循现代学科交叉融合的内在规律，借鉴国际林学学科建设经验，统筹把握山水林田湖草生命共同体综合治理新理念，培养适应和引领未来林业发展的创新型、复合应用型、实用技能型的高层次人才［3-4］。建设优质研究生课程，打造“金课”，构建一个体系完整、平台宽厚、内容新与深搭配合理、教学方法先进的多元混合式现代化课程体系，才能打好“研”的基础，为脱贫攻坚、乡村振兴、生态文明和美丽中国建设提供坚实的人才支撑。2020年初，一场突发公共卫生事件严重干扰了课程的建设和发展，导致学生难以正常返校，使得课堂教学、实验课程、实习实训等难以正常开展。为此，西南林业大学以优势学科林学和森林保护专业为改革试点，以研究生学位课程“林业有害生物综合防治”为抓手，探索并落实以“钉钉教学圈+智慧教室”为主体，以大数据智能识别、实践教学仿真平台、三维模建等虚拟仿真为辅助的线上线下相结合的混合式教学，以实现课程内容“不打折”、课程质量“不注水”、人才培养质量“不断线”的目标。

一、“林业有害生物综合防治”课程的特点

林业是生态文明建设的主力军，但当森林长期遭受自然或人为破坏后，森林生态系统内部就会失调，进而造成严重的生态、经济和社会灾难，一是“林业有害生物综合防治”课程教学应该牢牢抓住生态失调这个“牛鼻子”，从级联角度讲好植物、有害生物、有益生物、环境之间的关系，并展示现代组学、基因编辑、RNAi等现代新技术在林业有害生物防治方面的应用［5］。二是课程教学不仅包括害虫、病原微生物和有害杂草，还包括外来入侵物种，且与树木学、生态学，以及移动互联网、3S、物联网、大数据等学科交叉，特别是后者，不仅可以了解有害生物发生的时间、范围和尺度，而且可以推动有害生物管理向定量化、模型化、信息化和智能化的方向发展，为农林人才培养注入新动力［4］。三是要体现“科普教育、群防群治”的思想。只有做好科学普及，人民大众才能了解有害生物的知识，实现“治早、治小、治了”的防治方针。所以，“林业有害生物综合防治”课程亟待捋顺教学的内容与层次性，并将三者进行系统整合，形成一个功能完善的森林生态与资源管理相统一的课程体系，以适应山水林田湖草的健康、可持续发展及生物安全的需要。

另外，要考虑生源和教育背景。由于“林业有害生物综合防治”是林学和森林保护专业的必修课程，进入该专业攻读硕士研究生学位的学生主要来自森林保护、林学和植物保护专业，偶尔也有来自其他专业的，但比例很低。从整体上来看，学生具有较好的生物学基础，但对于知识的系统性、连贯性和应用性掌握不扎实，前瞻视野也明显不足。例如，多数学生都有营造混交林控制有害生物的概念，但不清楚利用的是自下而上的理论；再如，几乎每个学生都清楚生物防治和性信息素的概念，也了解天敌捕食或信息素诱杀的效能，但不知道前者依据的是自上而下，后者则是似然作用。所以，在课程讲授过程中应重视思想的引导，做好理论上的激活，围绕任务驱动学习，实现从被动接受到主动学习的有效过渡，这样既可以避免教师“唱独角戏”，又可以让部分学生端正学习态度，积极融入课堂，创造良好的教学环境和教学氛围。

二、“林业有害生物综合防治”课程的教学实践

（一）基于智慧教室构建“四位一体”的混合式教学

智慧教室是借助物联网、云计算和智能技术等构建的一种新型教室，可以实现人与环境的实时互动，促进个性化学习、开放式学习和泛在学习，是一种多元混合式教学［6］。智慧教室能够有效地将物理空间与数字空间、本地与远程有机结合，从而解决各种教学难题。基于此，课程组从2020年开始将智慧教室引入“林业有害生物综合防治”课程教学中，贯穿任务驱动型学习的教学理念，探索实践了基于智慧教室构建的线上线下融合的理论教学、虚拟仿真实验教学、林间调查与技术整合的实训教学、钉钉教学圈的时空多元式课下拓展教学的“四位一体”教学模式，发挥学生学习的主动性、积极性和创造性，全面培养学生自主学习、探究学习和协同学习能力，有助于提高教学效果，提升高层次人才供给质量和效率。

（二）线上线下融合的理论教学

通过钉钉教学圈和翻转课堂［7］，课程组以案例课的形式提前将学习任务和目标推送给每一名学生。这些案例分为四个类群：第一类即云南主要林木病害及其综合防治、云南松毛虫和思茅松毛虫的综合治理、天牛灾害的生态调控与实践、松材线虫在我国入侵现状与综合治理对策，代表了传统森林病虫害综合治理的最新成果和进展，旨在使学生了解生态系统治理理念和技术整合；第二类群以云南有害杂草的种类、危害及综合治理和云南省林木腐朽真菌资源及其利用为例，重点解决杂草与资源化利用的难题；第三类群以云南切梢小蠹智能监测与绿色防控技术开发与应用、林地薇甘菊绿色防控关键技术创新与应用、RNAi和CRISPR/Cas9技术在害虫防治中的应用为例，促使新学科、新技术、新方法与林业有害生物的交叉融合；第四类群以外来入侵物种的现状与侵入机制、林业有害生物的快速诊断与识别为例，介绍外来有害生物侵入我国的状况及其定殖、建群与适应性进化。讲解快速检测技术，要求学生查找网络资料，以“思考—结对—发言”的形式组成讨论小组［8］，也可邀请其他小组成员或者线上学生加入，再结合课程案例和防控理念，对问题进行探讨，形成小组意见。在课堂上，学生可将手机、电脑等移动设备与教室内的终端进行互联、投屏，再以专题汇报的形式进行交流讨论，促使学生主动思考、分析和解决问题。最后任课教师会根据学生所讨论的问题进行点拨、追问、总结和点评，服务于课堂教学和学生自主学习。

（三）虚拟仿真式实验教学

针对研究生课程重理论、轻实践的问题，课程组于2019年开发了一套虚拟仿真教学平台，包括智慧树医、野生动物三维模型、森林有害生物综合实践教学仿真平台和云南森林有害生物远程诊断平台，打造了一个“永不下课的实践教学课”。在虚拟仿真平台上，学生可以利用各种移动终端进行有害生物的识别，模拟某种有害生物制订防控对策，并与任课教师进行线上沟通交流，有利于学生将理论知识转化为实践技能固化。

（四）林间调查与技术整合的实训教学

经过虚拟仿真训练后，学生已掌握了实习地点的地质地貌，环境及林业有害生物的种类、危害、分布及其动态规律，利用林学类国家级实验教学示范中心和紫溪山国家级大学生实践教育基地开展相应的实训教学，内容包括踏查、专题调查、技术整合三个部分。结束后，要求学生根据调查结果分析成因，并制订区域性有害生物综合治理方案。通过林间实训教学，学生对林业有害生物综合防控技术有了更深入的了解，并对有害生物治理的系统性、整合性有了更清晰的认识，提升了教学效果，培养了学生的实践应用技能。

（五）钉钉教学圈的时空多元课下拓展教学

以钉钉教学圈为纽带，及时将课程回放、教学图库、教学视频库等推送给学生，有利于线上学习的学生温故而知新。同时，学生可以将自己发现的有害生物分享到钉钉教学圈，与在线的学生、任课教师进行交流，即问即答，了解有害生物识别、防控方面的知识。另外，邀请我校、中国林业科学研究院、中国科学院西双版纳热带植物园的专家为学生做专题报告或在线报告，传递最新研究成果、研究方法及研究进展与趋势。例如，邀请我校的蚂蚁专家徐正会教授为研究生讲授“红火蚁的危害和综合防控对策”专题知识，与校后勤集团联合对校园内的红火蚁进行实操防治，拓展学生的学习空间，提高其专业能力。

三、课程教学改革的评价与思考

通过“金课”建设，对“林业有害生物综合防治”课程教学体系从专业基础、实践技能、课前自学、课堂表现、课后作业和成果汇报答辩等多方面、多环节进行教学实践，教学效果和教学质量获得了明显的提升。在考核方面，课程组为每名学生拟定一个课程论文，要求学生参照期刊论文的格式及要求撰写课程论文，最后根据论文质量的高低，给出相应的成绩。2019年至2021年三个连续教学时段，学生综合成绩从2019年的74.58分提高至2021年的89.24分，尤其在新学科、新技术、新方法等方面提升最为明显。在文献阅读方面，课程改革前，每名学生仅能阅读1～2篇文献，甚至一些学生没有阅读文献；但改革后，每名学生能阅读16～27篇文献，一些学生甚至会达到40篇，扩展了学生的科研视野。在技术应用和整合方面，学生对预测预报、林业技术措施、生物防治、理化诱控、化学防治等均有深入的理解，并能够根据区域性特色整合各项技术措施，达到了课程设定的目标。此外，课程利用了部分闲置的教学资源，拓展了学生与教师间的交流渠道，既提高了教学质量，又能促进教师水平的提升，达到了双赢目的。

尽管线上线下融合的“四位一体”混合式教学效果较为明显，其不足也不能无视。例如，网络与信号的稳定性、移动设备的质量及师生所处的环境都会对授课产生影响，学生也容易对网络授课产生懈怠心理。农林科学的教学模式与其他自然科学或人文学科有着巨大的不同，很多理论需要经过实践才能固化。尽管虚拟仿真平台可以解决部分问题，但仍然难以替代室内实验和林间实训，主要原因是感官体验与行为体验之间仍存在鸿沟；所以，课程组在课程设计中特意增加了这部分内容。由于云南有持续输入的病例，或者存在零星的本土病例，致使一些学生难以参加实践教学，且后期难以弥补；因此，这部分学生的培养质量可能会受到影响，这一点应引起重视。另外，好的教学模式还需要学院、学校及教育管理机构持续投入教育经费，才能保障课程教学的质量，达到教学效果，实现教学目标，才能真正提升育人“成色”，驱动我国高等教育向内涵式发展。

“悟道、求业、生惑”是课程教学的终极目标，特别是研究生“金课”的建设，始终要激励、引导学生主动学习，提高学生的创新思维能力和科研兴趣。通过“林业有害生物综合防治”课程教学实践，“四位一体”的混合式教学不仅提高了研究生的实践能力、解决问题的能力，以及学科交叉融合、创新性思维和创新能力，而且解决了突发公共卫生事件造成的教学难题，保障了人才供给的质量和效率，也为其他涉林学科的“金课”建设提供经验和参考。